Untersuchungen zum Wachstumsverhalten von Y1Ba2Cu3O7-x Schichten mit Au-Nanoclustern

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich inhaltlich mit Untersuchungen zum Wachstumsverhalten und Eigenschaften von Yttrium-Barium-Kupferoxid-Schichten (YBCO). Diese qualitativ hochwertigen supraleitenden YBCO-Schichten wachsen mittels einer lasergestützten Abscheidung (PLD) auf einem Strontiumtitanat-Substrat auf. Es wurden verschiedene Abscheideparameter, wie Targetmaterial, Heizertemperatur, Laserleistung sowie Sauerstoffpartialdruck, für die Schichterzeugung optimiert. Diese Parameterkombinationen wirken sich auf Schichtwachstum sowie Schichteigenschaften aus. Im Ergebnis konnten in den hergestellten Schichten Sprungtemperaturen von über 90K mit hoher Reproduzierbarkeit erzielt werden. Ferner wurde das Wachstumsverhalten von YBCO-Schichten mit Goldnanoclustern untersucht. Aus Voruntersuchungen ist bekannt, dass eine Modifizierung der Eigenschaften durch Goldcluster möglich ist. Hierzu wurde eine dünne Au-Schicht als „Template-Schicht“ direkt auf dem Substrat abgeschieden, worauf anschließend die YBCO-Schicht aufwächst. Eine Erhöhung der Goldschichtdicke führt zu einem Anstieg der Rauhigkeit. Ursache hierfür sind Goldausscheidungen an der Oberfläche, die sich weiter ausdehnen und zu Goldnanoclustern zusammenwachsen. Zwischen diesen Clustern liegen Bereiche mit einer verminderten Oberflächenrauhigkeit, was per Rauhigkeitsmessungen und REM-Aufnahmen belegt wird.